Tema 8: Dinámica de masas fluidas

 

CAPAS FLUIDAS

-son la atmósfera y la hidrosfera porque están constituidas por fluidos, aire y agua.

-son los subsistemas más relevantes para el sistema climático
-entre ellos forman la máquina climática: funcionamiento:
-se basa en tratar de igualar las diferencias de temp, presión y humedad entre dos puntos de la atmósfera o hidrosfera: disminuir los
gradientes
-la forma de hacerlo es mover corrientes de aire(vientos) o de agua(corrientes marinas)
-a mayor gradiente, mayor movimiento, si el gradiente es 0 no hay movimiento
-movimientos: horizontales y verticales
-horizontales: vientos y corrientes oceánicas se mueven por la diferencia de insolación entre el ecuador y los polos(mayor en el
ecuador)
-verticales: se deben a la diferencia de temperatura y densidad de las masas de aire y de agua
-aire: -es mal conductor, la superficie se calienta por la irradiación del suelo, calentado por el sol.
-a más temperatura el aire de las capas bajas asciende y se enfría al subir y las capas altas bajan calentándose
-agua:-es mejor conductor, la superficie se calienta por la radiación solar, sólo hay movimiento vertical si la
superficie esta más fría que el fondo, en lugares de climas fríos. (el agua más fría es más densa que la
templada)
ATMÓFERA:1. composición, 2.estructura, 3.función y 4.dinámica
1. Composición:-componentes mayoritarios: como N 2 , O 2 , Ar, CO 2
-componentes minoritarios: -reactivos: como CO, O 3 , CH 4 , NH 3 , SO 2
-no reactivos: como He, Ne, H 2
-componentes variables: como vapor de agua y los contaminantes.
2. Partes: -Troposfera: -9km en los polos y 16km en el ecuador
-mayor en verano(el aire cálido es menos denso)
-presión atmosférica y temperatura menor cuanto más alto: límite la tropopausa
-temperatura de 15º en superficie y de –70º en la tropopausa.
-GVT: gradiente vertical de temperatura, diferencia entre dos puntos separados 100 metros en vertical:0,65º es su
valor medio
-efecto invernadero, cambios en el clima (nubes, precipitaciones), contaminantes (capa sucia: primeros 500 metros:
cielos rojizos al amanecer y anochecer)
-el color azul del cielo se debe a que el azul es la radiación de menor longitud de onda por lo que es la que más
difunde.
-Estratosfera: -se extiende desde la tropopausa hasta la estratopausa(50-60km)
-capa de ozono:-entre los 15 y 30km – se forma y se rompe la molécula por acción de los rayos UV y se acumula en la zona baja porque
allí no llegan los UV.
-por encima de los 30km hay equilibrio entre formación y destrucción del ozono, ambas cosas
debidas a los UV, se retienen los UV y se genera calor, en esta zona sube la temperatura, mayor
cuanto más cerca de la estratopausa.
-por debajo de los 30km, los UV ya no pueden traspasar y no se produce la rotura del ozono por lo
que este se acumula.
-Mesosfera: -se extiende hasta la mesopausa( km 80 de altura)
-se produce la desintegración de los meteoritos: estrellas fugaces.
-la temperatura desciende hasta –80º.
-Ionosfera: -se extiende hasta los 600km de altura, la temperatura hasta los 1000º por la absorción de radiación solar.
-se liberan electrones, lo que da lugar a iones +. Se genera un campo magnético terrestre comprendido entre la
ionosfera + y la superficie terrestre -, generándose un movimiento de cargas al que contribuyen también las
tormentas.
-el rozamiento de los electrones que llegan del sol con las partículas genera las auroras boreales(hemisferio norte) y
australes (hemisferio sur)
-Exosfera: -se extiende hasta los 800km
-tiene muy baja densidad, no capta la luz solar y su color es muy oscuro hasta el negro del espacio exterior.
3. Función: tiene una función reguladora del clima terrestre, que depende de la radiación solar incidente pero también de los componentes
de
la atmósfera, y de su estructura lo que dan a nuestro planeta unas condiciones de térmicas que lo hacen apto para la vida.
4. Dinámica atmosférica: estudiaremos la vertical y la horizontal
-Vertical: en la troposfera:-convección térmica:- aire superficial hacia arriba
-corrientes térmicas ascendentes y descendentes.
-convección por humedad: -humedad absoluta:- vapor de agua en un volumen de aire(gr/m3)
-depende de la temperatura, +temp: +humedad admite
-cuando el aire no puede contener más humedad decimos que
se ha saturado: curva de saturación y a esa temperatura la
llamamos punto de rocío
-humedad relativa:-% de vapor de agua en un vol de aire, en relación con el máximo
que podría tener a esa temperatura.
-al ascender el aire se enfría, cuando llega al punto de rocío se
produce condensación, nivel de condensación
-se forman las nubes, si además existen partículas que actúan
como núcleos de condensación.
-movimientos por presión atmosférica: -se mide con el barómetro y su valor medio es de 1 atmósfera a nivel
del mar y en condiciones normales.
-las isobaras son curvas que unen puntos con la mima presión
atmosférica
-anticiclones: alta presión, columna de aire frío desciende y el aire se
mueve hacia el exterior en sentido horario
-en las isobaras, la presión desciende desde el centro al exterior.
-borrascas: baja presión, el aire caliente asciende y genera un vacío que
atrae masas de aire, en sentido antihorario
-en las isóbaras la presión sube del centro al exterior
Gradientes verticales: diferencia de temperatura entre dos puntos situados a una diferencia de altitud de 100m
-GVT: gradiente vertical de temperatura: -diferencia entre dos puntos en condiciones estáticas, es de 0,65º de disminución por cada 100m
-varía con las estaciones, con la altitud y la latitud.
-inversión térmica: – es el espacio aéreo en el que la temperatura asciende con la altura
– el GVT es negativo,
– impide los movimientos ascendentes
– se pueden producir en la troposfera, en los inviernos(la temperatura
a nivel de superficie es muy fría y las capas altas están a mayor
temperatura)
GAS: gradiente adiabático seco:-el agua va en forma de vapor
-su valor es de 1º por cada 100m y siempre es el mismo
-es dinámico, afecta a una columna de aire que asciende y no intercambia calor con el aire circundante
-el aire asciende y baja su presión, aumenta el volumen y baja la temperatura
-el aire desciende y aumenta la presión, menos volumen y más temperatura
GAH: gradiente adiabático húmedo: -el agua en forma condensada
-su valor entre 0,3 y 0,6 por cada 100m
-al ascender la columna de aire, la temperatura baja y llega al punto de condensación
-se libera la energía utilizada en la evaporación y la temperatura no desciende tanto
-se forma una nube
-si seguimos subiendo se condensa todo el agua y volvemos a tener valores como el GAS
-es bajo en zonas tropicales (nubes altas) y alto en latitudes medias.
Condiciones de estabilidad e inestabilidad atmosférica
-estabilidad:-descenso de columnas de aire más denso, más frías
-aumenta la presión en superficie -el viento desde el centro al exterior: Anticiclón, el aire se seca al descender por aumento de la temperatura
-no llueve
-en invierno cuando se produce inversión térmica, nubes a ras de suelo, niebla y se queda atrapada la contaminación
-inestabilidad:-se produce al ascender masas de aire: borrasca (no siempre lloverá)
-al ascender se forman vientos convergentes desde el exterior al interior y si esta cargada de humedad: llueve
– son buenas para la eliminación de la contaminación: al subir el aire
se dispersan los contaminantes
-Movimientos horizontales: -se debe a la diferencia de irradiación entre los polos y el ecuador(mayor en el ecuador)
-los movimientos horizontales tanto del aire como de las corrientes marinas se ven dificultados por los continentes
-efecto de Coriolis: -influye también en los movimientos de las masas de aire en horizontal
-se debe a la distinta velocidad lineal de rotación terrestre en los polos y en el ecuador y al
sentido de giro de oeste a este
-en el hemisferio norte, los vientos se desplazan en sentido horario en los anticiclones y
antihorario en las borrascas, al revés en el hemisferio sur.
-circulación general de la atmósfera:- el aire se eleva en el ecuador: borrasca ecuatorial y se mueve en altura hacia los
polos.
-debido a la desviación de Coriolis, llega un momento en que la célula se rompe.(30º)
-una parte sigue hacia los polos y otra baja hacia el ecuador por los alisios( vientos
superficiales que van del NE en el h.norte y del SE en el h.sur, ambos se encuentran
-en la zona donde bajan se producen los anticiclones subtropicales, en los continentes
se producen grandes desiertos.
-el anticiclón subtropical de las Azores es el que más influye en nuestro clima.
-se forma la célula de Hadley
-la del h.norte y la del h.sur se juntan en la zona de convergencia intertropical(ZCIT)
-el anticiclón polar origina vientos superficiales que llegan a 60º de latitud y ascienden
formando las borrascas subsolares
-se forma la célula polar
-entre ambas se forma la célula de Ferrel, los vientos superficiales se mueven desde
los anticiclones subtropicales a las borrascas subpolares.
HIDROSFERA: Dinámica 1. corrientes superficiales 2. corrientes profundas 3. océano global
-nos referimos sólo a la parte oceánica, 97,3% de la hidrosfera, ocupa las ¾ partes de la superficie
-regulador térmico: elevado calor específico: absorbe y almacena gran cantidad de energía calorífica
-menor amplitud térmica en las zonas costeras
-brisas marinas -en zonas de interior en invierno se enfría mucho la superficie: anticiclones fuertes que se aplastan contra el suelo e
impiden la entrada de lluvias : estabilidad y vientos hacia el exterior, heladas y nieblas.
1. Corrientes superficiales: -su desplazamiento esta determinado por los vientos dominantes
-los alisios mueven la superficie como en los A: sentido horario en el h.norte y antihorario en
el h.sur
– se generan corrientes templadas como la del Golfo y la de Canarias y frías como la del
Labrador, Groenlandia y circumpolar antártica
2.Corrientes profundas: -su movimiento es en vertical y se debe a diferencias de densidad (temperatura y salinidad)
-circulación termohalina
-elevada salinidad y baja temperatura hacen que el agua sea más densa y se hunda,
desplazando a las aguas del fondo (más cálidas y menos salinas) hacia la superficie
-este proceso disminuirá si :-hay aporte de los ríos: baja la salinidad
-fusión de iceberg
-hay más precipitación que evaporación
-el agua se hundirá si: -se forman iceberg
-hay más evaporación que precipitación
-se llaman lugares de afloramiento los lugares en los que los alisios
desplazan al agua superficial hacia el oeste y crean un vacío que
propicia la subida de aguas profundas y frías
3.Océano global: -son el conjunto de océanos y mares del planeta
-de gran importancia para la evolución del clima:-almacén de CO 2
-transporte de calor
-transporte de nubes
-fenómenos importantes: cinta transportadora y fenómeno de El Niño
-cinta transportadora:
inicio proximidades de Groenlandia (aguas frías, heladas y saladas) por todo el fondo Atlántico de N a S
proximidades del Antártico asciende una parte al Índico una parte al Pacífico asciende y se calienta
otra parte al origen
otra parte asciende
neutraliza la diferencia de salinidad entre Atlántico y Pacífico (menos sal y más temperatura)
como corriente superficial de recorrido inverso
-fenómeno de El Niño:-se produce cada 3 o 5 años, dura alrededor de 18 meses, navidad
-consiste en que se paran los alisios que llevan las aguas superficiales de Perú hacia el O
-se calienta la superficie del agua, se forman nubes
-grandes lluvias, en la costa de Perú
-causas: -movimiento de la dorsal
-cambio climático
-se llama La Niña cuando se produce una situación normal exagerada, gran fuerza de los alisisos